DE102020118925A1 - Verfahren zur Herstellung einer Spulenwicklung und Wickelschablone - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer Spulenwicklung und Wickelschablone Download PDF

Info

Publication number
DE102020118925A1
DE102020118925A1 DE102020118925.7A DE102020118925A DE102020118925A1 DE 102020118925 A1 DE102020118925 A1 DE 102020118925A1 DE 102020118925 A DE102020118925 A DE 102020118925A DE 102020118925 A1 DE102020118925 A1 DE 102020118925A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
winding
template
wave
section
stator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102020118925.7A
Other languages
English (en)
Inventor
Sebastian Reising
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority to DE102020118925.7A priority Critical patent/DE102020118925A1/de
Priority to PCT/DE2021/100557 priority patent/WO2022012714A1/de
Priority to US18/016,168 priority patent/US20230275495A1/en
Priority to CN202180047663.7A priority patent/CN115943545A/zh
Priority to KR1020237000679A priority patent/KR20230020530A/ko
Priority to EP21739958.3A priority patent/EP4183032A1/de
Publication of DE102020118925A1 publication Critical patent/DE102020118925A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/04Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of windings, prior to mounting into machines
    • H02K15/0435Wound windings
    • H02K15/0478Wave windings, undulated windings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/04Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
    • H01F41/06Coil winding
    • H01F41/071Winding coils of special form
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/12Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots
    • H02K3/14Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots with transposed conductors, e.g. twisted conductors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Wellenwicklung zur Ausbildung einer Spulenwicklung (30) mit mindestens einer Wellenwicklungslage (33a,b) in einem Stator- oder Rotorkörper (100), wobei eine Wickelschablone (10) um eine Längsachse (11) drehbar und mit zumindest zwei Wickelabschnitten (13a,b,c) vorgesehen ist, aufweisend die Verfahrensschritte: Aufbringen von parallelen Spulendrähten auf eine erste Seite (15) der Wickelschablone (10) in einem Wickelabschnitt (13) der Wickelschablone (10); Ausbilden von Wickelköpfen (31a,b) durch wechselweises axiales Versetzen der parallelen Spulendrähte auf der Wickelschablone (10) und Wickeln um die gedrehte Wickelschablone (10); Wiederholen der Schritte a und b, bis die Wellenwicklung eine Länge einer ersten Wellenwicklungslage (33a) der Spulenwicklung (30) erreicht hat, wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass die Schritte a bis c in einem weiteren Wickelabschnitt (13b) mit unterschiedlicher Wickelbreite (12b) wiederholt werden. Die Erfindung betrifft weiterhin auch eine Wickelschablone (10) zum Herstellen einer solchen zum Einzug in Nuten eines Stator- oder Rotorkörpers (100) geeigneten Wellenwicklung.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Spulenwicklung und eine Wickelschablone, die für den Einsatz im Verfahren geeignet ist.
  • Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Verfahren zum Herstellen von Spulenwicklungen bekannt. Eine Möglichkeit Spulenwicklungen herzustellen, ist die Herstellung einer flachen Wellenwicklung durch wendelförmiges Wickeln eines Leiterdrahts um eine längliche, flach ausgeprägte Wickelschablone. Diese Wellenwicklung wird dann in Nuten eines Stator- oder Rotorkörper eingesetzt und bildet dort eine Spulenwicklung, die einen Umfang des Stator- oder Rotorkörper zumindest einmal umläuft.
  • Hierfür wird eine Wickelvorrichtung zum Erzeugen von Wellenwicklungen durch wendelförmiges Wickeln von Leiterdraht verwendet. Bei der Wicklung um eine im Querschnitt rechteckige und flach ausgebildete Wickelschablone wird ein Leiterdraht oder ein ganzes Paket aus Leiterdrähten im Bereich des Übergangs von einer Seite der Wickelschablone auf die andere Seite der Wickelschablone mehrfach versetzt, sodass Wickelköpfe entstehen und die jeweiligen Drähte auf den Seiten der Wickelschablone Drahtstege ausbilden. Auf diese Weise wird eine flache Wellenwicklung erzeugt. Die so erzeugte Wellenwicklung wird entweder direkt in Nuten von Rotoren oder Statoren eingezogen, oder in ein Übertragungswerkzeug überführt, das geometrisch mit dem Stator- oder Rotorkörper korrespondiert. Die eingezogene Wellenwicklung bildet die Spulenwicklung des Stators oder des Rotors. Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus DE 10 2015 120 661 A1 bekannt.
  • Wenn eine solche Wellenwicklung wie oben beschrieben durch Umwickeln einer Wickelschablone mit Leiterdrähten und intermittierendes Versetzen der Leiterdrähte hergestellt wird, lässt sich eine flache Wickelmatte mit beliebiger Länge herstellen. Hierbei können einzelne Drahtstege von Leiterdrähten, die jeweils zwischen zwei Wickelköpfen angeordnet sind, auch mehr als eine Lage ausbilden und Ihre Lage in Bezug zueinander im Verlauf der Wellenwicklung wechseln. Eine solche Wellenwicklung lässt sich in Stator- oder Rotorkörper, wie oben beschrieben, als Spulenwicklung auch mehrlagig einziehen und erfordert aufgrund der Durchgängigkeit der Wicklung einen geringen Bedarf an nachträglich anzubringenden elektrischen Verbindungen einzelner Teilwicklungen oder Leitergruppen.
  • Der Nachteil eines solchen mehrlagigen Einzugs einer Wellenwicklung ist, dass sich der Radius der Spulenwicklung mit jeder Wellenwicklungslage der in die Stator- oder Rotornuten eingezogenen Wellenwicklung ändert. Dies führt dazu, dass die Wickelköpfe der Wellenwicklung mit abnehmendem Einzugsradius axial gesehen einen grö-ßeren Platzbedarf haben. Die Wellenwicklung bildet folglich an den axialen Enden des Rotors oder Stators eine kegelstumpfartige Geometrie aus. Eine solche Geometrie ist in Bezug auf die Leistungsdichte von Elektromotoren nachteilhaft, da aufgrund dieser kegelstumpfartigen Bereiche der Wicklung ein für den Stator oder Rotor zur Verfügung stehender axialer Bauraum im Elektromotor nicht genutzt werden kann.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden und ein Verfahren zur Herstellung einer Spulenwicklung und eine Wickelschablone herzustellen, womit der zur Verfügung stehende Bauraum durch geometrisch optimierte Spulen- bzw. Wellenwicklungen für Statoren oder Rotoren effizient genutzt werden kann.
  • Hauptmerkmale der Erfindung sind im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 angegeben. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 7. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Wickelschablone nach Anspruch 8 mit Ausgestaltungen nach den Ansprüchen 9 bis 10.
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Wellenwicklung zur Ausbildung einer Spulenwicklung mit mindestens einer Wellenwicklungslage in einem Stator- oder Rotorkörper, wobei eine Wickelschablone um eine Längsachse drehbar und wenigstens einem Wickelabschnitt mit einer Wickelbreite vorgesehen ist, aufweisend die Verfahrensschritte:
    • Zuführen von parallelen Spulendrähten auf eine erste Seite der Wickelschablone in einem Wickelabschnitt der Wickelschablone; Ausbilden von Wickelköpfen durch wechselweises axiales Versetzen der parallelen Spulendrähte auf der Wickelschablone und Wickeln um die gedrehte Wickelschablone; Wiederholen der vorhergehenden Schritte, bis die Wellenwicklung eine Länge einer ersten Wellenwicklungslage der Spulenwicklung erreicht hat,
    • wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass die Wickelschablone mit wenigstens einem weiteren Wickelabschnitt mit einer unterschiedlichen Wickelbreite ausgebildet ist und vorhergehenden Schritte wenigstens in dem weiteren Wickelabschnitt mit unterschiedlicher Wickelbreite wiederholt werden.
  • Es ist denkbar, dass mit dem Wickeln an einem Ende der Wickelschablone mit großer oder einem Ende der Wickelschablone mit kleiner Wickelbreite eines Wickelabschnitts begonnen wird. Ebenfalls ist denkbar, dass bei mehr als zwei auf der Wickelschablone vorhandenen Wickelabschnitten an einem innenliegenden Wickelabschnitt begonnen wird.
  • Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass die Wellenwicklung in der Wickelbreite derart konzipiert werden kann, dass der sich mit jeder Wellenwicklungslage für die Spulenwicklung ändernde Radius kompensiert wird. Insbesondere ist dies in Hinblick auf die erzielbaren Geometrien vorteilhaft, da so kegelstumpfartige Geometrien der Spulenwicklungen im Bereich der Wickelköpfe vermieden und zylindrische Geometrien erreicht werden können. Elektromotoren mit solchen Geometrien weisen in Relation zu der zur Verfügung stehenden axialen Baulänge eine höhere Leistungsdichte auf. Demzufolge wird mit einer solchen Spulenwicklung in einem Stator oder Rotor eine höhere Leistung erzielt oder der Stator oder Rotor ist bei - im Gegensatz zu Konstruktionen mit kegelstumpfartigen Wickelköpfen - kleiner auszulegen.
  • Gemäß einer speziellen Ausgestaltung des Verfahrens ist ein axiales Versetzen der Wickelschablone entlang ihrer Längsachse zum Überführen der zu wickelnden Spulendrähte in den weiteren Wickelabschnitt vorgesehen. Dieses axiale Versetzen kann dann erfolgen, wenn die in dem aktiven Wickelabschnitt gewickelte Wellenwicklung eine Länge erreicht hat, die dem Umfang einer Wellenwicklungslage der in den Stator oder Rotor eingesetzten Spulenwicklung entspricht. Dadurch ist die Wellenwicklung auf derselben Wickelschablone ohne Absetzen bzw. Ablegen bereits gewickelter Bereiche und ohne Umrüsten der Wickelschablone auf eine andere Wickelbreite herstellbar und in einem Durchgang effizient herzustellen.
  • Nach einer Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass ein Zwischenschritt mit einer Zwischenwicklung in einem Zwischenabschnitt bei dem Überführen von einem Wickelabschnitt in den nächsten Wickelabschnitt vorgesehen ist, wobei eine Wickelbreite des Zwischenabschnitts zwischen den Wickelbreiten der Wickelabschnitte liegt. Das Überführen von einem Wickelabschnitt in den nächsten Wickelabschnitt findet in dem erfindungsgemäßen Verfahren dann statt, wenn die Wellenwicklung eine Länge einer Wellenwicklungslage der Spulenwicklung erreicht hat. Insbesondere das Vorsehen eines Zwischenschrittes, bei dem eine Zwischenwicklung erstellt wird, kann vorteilhaft sein, da bei einem Übergang der in einen Stator oder Rotor Wellenwicklung der Übergang von einer Wellenwicklungslage mit einem ersten Umfang auf eine Lage mit einem davon abweichenden Umfang im Übergangsbereich abweichende Drahtlängen oder eine abweichende Wicklungsgeometrie benötigen kann. Die Zwischenwicklung kann in einem Zwischenabschnitt der Wickelschablone erfolgen. Ferner kann die Wicklung in dem Zwischenabschnitt mit einer Wickelbreite erfolgen, die sich von der Wickelbreite des vorher benutzten und nachher benutzten Wickelabschnitts unterscheidet. Durch das Vorsehen eines Verfahrensschritts, mit dem eine solche Zwischenwicklung herstellbar ist, werden erneut die oben beschriebenen Vorteile in Bezug auf den Entfall von Rüstzeiten und in Bezug auf die Effizienzsteigerung des Verfahrens erreicht.
  • Gemäß einer Ausführungsvariante des Verfahrens ist ein Wiederholen der Verfahrensschritte bis zum Erreichen einer gewünschten Anzahl von Wellenwicklungslagen zum Einzug in den Stator- oder Rotorkörper vorgesehen. Hierbei ist die so erzeugte Spulenwicklung aus durchgängigen Leiterdrähten aufgebaut. Eine Wellenwicklungslage ist in Bezug auf die Spulenwicklung ein Längenabschnitt der Wellenwicklung, der in einem eingesetzten Zustand in dem Stator oder Rotorkörper eine Umfangslage von Leiterdrähten bildet. Somit lässt sich die Spulenwicklung in vorteilhafter Weise mittels des Verfahrens in einem Durchgang herstellen und kann einteilig entweder direkt in einen Stator- oder Rotorkörper eingesetzt werden oder mittels eines Übertragungswerkzeugs in den Stator- oder Rotorkörper übertragen werden.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens kann es sich vorteilhaft erweisen, wenn die Wicklungen zur Erzeugung der jeweiligen Wellenwicklungslagen in Wickelabschnitten mit zunehmender Wickelbreite wiederholt werden. Auf diese Weise ist die gesamte Wellenwicklung entgegen der Fertigungsrichtung von den stufenweisen ansteigenden Wickelabschnitten leicht abstreifbar. Dadurch wird der Verfahrensablauf vereinfacht, da ein Freigeben der Wickelschablone in Hinblick auf das Abstreifen der um die Schablone gewickelten Wellenwicklung entfallen kann.
  • Weiterhin kann ein Verfahrensschritt vorgesehen sein, wonach ein Zuführen der Wellenwicklung in ein Übertragungswerkzeug für den Einzug der Wellenwicklung in Nuten eines Statorkörpers oder Rotorkörpers erfolgt. Die Wellenwicklung kann als Ganzes in das Übertragungswerkzeug eingesetzt werden und dann als Ganzes in die Stator- oder Rotornuten übertragen werden. Alternativ besteht ebenfalls die Möglichkeit, dass die Wellenwicklung dem Übertragungswerkzeug kontinuierlich zugeführt wird und von dem Übertragungswerkzeug kontinuierlich in die Stator- oder Rotornuten des Stator- oder Rotorkörpers übertragen wird. Alternativ kann die Wellenwicklung bei einem Einzug in einen Rotor oder Stator mit radial nach außen offenen Nuten direkt in den Stator oder Rotor eingezogen werden.
  • Somit lässt sich eine Spulenwicklung für einen mit jeder Wellenwicklungslage zunehmenden oder abnehmenden Umfang herstellen, die eine gleichbleibende axiale Ausdehnung im eingebauten Zustand in dem Stator- oder Rotorkörper hat. Ein aufwendiges Zusammensetzen aus einzelnen Teilwicklungen mit unterschiedlichen Wickelbreiten kann entfallen. Auf diese Weise wird einerseits die Zuverlässigkeit der Spulenwicklung erhöht, während deren Platzbedarf optimiert wird. Zudem ist eine nach einem solchen Verfahren hergestellte Spulenwicklung durch die Durchgängigkeit der Leiterdrähte in kürzerer Zeit hergestellt und ebenfalls in kürzerer Zeit in einem Stator- oder Rotorkörper eingesetzt.
  • In einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens ist ein komplettes Abstreifen der Wellenwicklung von der Wickelschablone und Überführen der Wellenwicklung in eine Transportvorrichtung vorgesehen. Durch das Vorsehen einer Transportvorrichtung lässt sich das Verfahren weiter in Bezug auf die Raumerfordernisse optimieren, da die hergestellte Wellenwicklung nicht vor Ort eingezogen oder in ein Übertragungswerkzeug überführt werden muss, sondern in einer Transportvorrichtung einer weiteren Maschine zugeführt werden kann oder in der Transportvorrichtung zwischengelagert werden kann.
  • Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Wickelschablone zum Herstellen einer zum Einzug in Nuten eines Stator- oder Rotorkörpers geeigneten Wellenwicklung aus parallelen Spulendrähten, wobei die Wickelschablone drehbar ist und einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist. Für die Wickelschablone ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Wickelschablone axial, d.h. entlang ihrer Längsachse, zumindest zwei Wickelabschnitte mit unterschiedlichen Wickelbreiten aufweist. Durch die Wickelabschnitte mit unterschiedlicher Wickelbreite lässt sich eine durchgehende Wellenwicklung aus mehreren parallelen Drähten erzeugen, die entlang ihres Verlaufs eine variierende Breite aufweist. Die Wickelschablone ist vorzugsweise in 180 Grad-Schritten drehbar. Weiterhin gestaltet sich eine Ausführungsform der Wickelschablone vorteilhaft, bei der die Wickelschablone eine schwertartige Form aufweist, also bezogen auf deren Gesamtlänge und die Gesamtbreite ein großes Länge- zu Breitenverhältnis aufweist und die Mächtigkeit bzw. Dicke der Wickelschablone möglichst gering gewählt wird. Die Wickelbreite der Wickelabschnitte kann derart vorbestimmt sein, dass durch die Änderung der Wickelbreite der Umfangsunterschied für jede Wellenwicklungslage der eingezogenen Spulenwicklung kompensiert wird.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Wickelbreite innerhalb der jeweiligen Wickelabschnitte entlang der Längsachse konstant ist. Auf diese Weise wird verhindert, dass sich eine axiale Erstreckung in Bezug auf den Statorkörper oder Rotorkörper innerhalb einer Wellenwicklungslage einer in einen Stator oder Rotor eingesetzten Spulenwicklung ändert. Somit wird ein in axialer Erstreckung bezogen auf den Stator- oder Rotorkörper gleichbleibender Wickelkopf für jede Wellenwicklungslage in dem Stator oder Rotor erzeugt.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Wickelbreite der Wickelabschnitte entlang der Längsachse in Stufen zunimmt. Auf diese Weise lassen sich besonders zeitsparend sequenziell Bereiche einer Wellenwicklung erzeugen, die eine zunehmende Wickelbreite aufweisen, da die Wickelschablone kontinuierlich bewickelt werden kann. Mit dem Wickeln kann an einem Ende mit großer oder einem Ende mit kleiner Wickelbreite des Wickelabschnitts begonnen werden. Ebenfalls ist denkbar, dass bei mehr als zwei auf der Wickelschablone vorhandenen Wickelabschnitten an einem innenliegenden Wickelabschnitt begonnen wird.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Zunahme der Wickelbreite der Wickelabschnitte von einem freien Ende der Wickelschablone aus entlang der Längsachse wechselseitig erfolgt. Auf diese Weise lässt sich eine Spulenwicklung herstellen, die bei einem Einzug in einen Stator- oder Rotorkörper eine homogene Verteilung der Wickelköpfe unter Berücksichtigung der Umfangsvariation mit jeder Wellenwicklungslage aufweist.
  • Weiterhin kann in einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Wickelbereiche entlang der Längsachse der Wickelschablone eine unterschiedliche Länge aufweisen. Vorzugsweise kann die Länge der jeweiligen Wickelabschnitte in Abhängigkeit von den zu erzeugenden Wellenwicklungslagen vorgesehen sein. Auf diese Weise wird der Platzbedarf der Wickelschablone entlang der Längsachse optimiert. Ferner kann vorgesehen sein, dass zwischen zwei Wickelabschnitten jeweils ein Zwischenabschnitt angeordnet ist, der eine zu den Wickelabschnitten unterschiedliche Wickelbreite aufweisen kann. Durch die Zwischenabschnitte lassen sich Zwischenwicklungen erzeugen, die einen Übergang von einer Wellenwicklungslage der Spulenwicklung zu einer anderen, im Stator- oder Rotorkörper radial weiter innen oder außen liegenden Wellenwicklungslage, ermöglichen
  • Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
    • 1a eine schematische Ansicht einer in einen Stator- oder Rotorkörper eingezogene Spulenwicklung, die nach dem Stand der Technik hergestellt worden ist bzw. mit einer Wickelschablone nach dem Stand der Technik hergestellt worden ist;
    • 1b: eine schematische Ansicht einer in einen Stator- oder Rotorkörper eingezogene Spulenwicklung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden ist bzw. mit einer erfindungsgemäßen Wickelschablone hergestellt worden ist und
    • 2: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Wickelschablone.
  • 1a zeigt eine schematische Ansicht einer in einen Stator- oder Rotorkörper 100 eingezogene Spulenwicklung 20, die nach dem Stand der Technik hergestellt worden ist bzw. mit einer Wickelschablone nach dem Stand der Technik hergestellt worden ist.
  • In der Detailansicht ist erkennbar, dass die Wickelköpfe 21a,b mit jeder radial weiter innen liegenden Wellenwicklungslage 23a,b axial eine größere Ausdehnung aufweisen. Die eingesetzte Spulenwicklung 20 türmt sich derart auf, dass die Wickelköpfe in dem Stator- oder Rotorkörper 100 eine kegelstumpfartige Struktur ausbilden. Dies hat einen erhöhten Platzbedarf zur Folge, wobei der axiale Abstand zwischen der in diesem Ausführungsbeispiel zum Stand der Technik radial äußeren Wellenwicklungslage 23a zu der radial inneren Wellenwicklungslage 23b ungenutzt ist.
  • 1b zeigt eine schematische Ansicht einer in einen Stator- oder Rotorkörper eingezogene Spulenwicklung 30, die aus einer Wellenwicklung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden ist bzw. mit einer erfindungsgemäßen Wickelschablone 10 hergestellt worden ist. Hier ist erkennbar, dass die Wickelköpfe 31a,b im Gegensatz zu 1a, die den Stand der Technik beschreibt, alle axial gesehen in einer Ebene liegen. Demzufolge sind auch die Wellenwicklungslagen 33a,b der Spulenwicklung 30 komplett in Überdeckung. Dadurch ist der für die Spulenwicklung 30 des Stators oder Rotors zur Verfügung stehende Raum optimal genutzt.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Wickelschablone 10 in einer Aufsicht auf die erste Seite 15 der Wickelschablone 10. Die Wickelschablone 10 ist länglich ausgebildet und weist einen flachen Querschnitt auf. Die Wickelschablone 10 hat also eine schwertartige Form, wobei die Wickelschablone 10 bezogen auf ihre Gesamtlänge und ihre Gesamtbreite ein großes Länge- zu Breitenverhältnis hat. Die Mächtigkeit bzw. Dicke der Wickelschablone 10 ist möglichst gering gewählt.
  • Die Wickelschablone 10 ist um eine Längsachse 11 jeweils um mindestens 180° in beide Richtungen drehbar. Die Wickelschablone 10 ist entlang der Längsachse 11 axial versetzbar.
  • Die Wickelschablone 10 weist mehrere Wickelabschnitte13a,b,c auf, die jeweils eine konstante Wickelbreite 12a,b,c haben. Die Wickelbreite 12a,b,c der Wickelabschnitte 13a,b,c ist in der Darstellung von 2 von links nach rechts gesehen jeweils stetig ansteigend. Es kann aber gleichermaßen eine Wickelschablone 10 vorgesehen sein, bei der von links nach rechts gesehen eine für die Wickelabschnitte 13a,b,c eine jeweils abnehmende Wickelbreite 12a,b,c vorgesehen ist. Das linksseitige Ende der Wickelschablone 10 kann ein offenes Ende darstellen kann wobei ein rechtsseitiges Ende mit einem einen Anschlag ein Drehgelenk ein geschlossenes Ende aufweisen kann.
  • Zwischen den Wickelabschnitten 13a,b,c sind Zwischenabschnitte 14a,b vorgesehen, die bewickelt werden können, wenn die Länge der hergestellten Spulenwicklung 30 den Umfang einer bestimmten Wellenwicklungslage 33a,b der in einen Statorkörper oder Rotorkörper 100 einzuziehenden Spulenwicklung 30 erreicht hat. Für den Übergang zwischen den Wellenwicklungslagen 33a,b kann die Spulenwicklung 30 in dem jeweiligen Zwischenabschnitt 14a,b erfolgen.
  • Die Zunahme der Wickelbreite 12a,b,c der Wickelabschnitte 13a,b,c erfolgt entlang der Längsachse in Stufen. Mit dem Wickeln kann in dem Wickelabschnitt 13a mit kleiner Wickelbreite 12a an dem offenen Ende der Wickelschablone 10 begonnen werden. Alternativ kann auch an dem geschlossenen Ende der Wickelschablone 10 in einem Wickelabschnitt 13c mit großer Wickelbreite 12c begonnen werden. Ebenfalls ist denkbar, dass bei mehr als zwei auf der Wickelschablone 10 vorhandenen Wickelabschnitten 13a,b,c an einem innenliegenden Wickelabschnitt 13b mit dem Wickeln begonnen wird.
  • In 2 ist zu erkennen, dass die Zunahme der Wickelbreite 12a,b,c der Wickelabschnitte 13a,b,c von einem freien Ende der Wickelschablone 10 aus wechselseitig mit wechselndem Abstand erfolgt. Die Wickelabschnitte 13a,b,c können entlang der Längsachse 11 der Wickelschablone 10 eine unterschiedliche Länge aufweisen.
  • Zwischen zwei Wickelabschnitten 13a,b oder 13b,c ist jeweils ein Zwischenabschnitt 14a,b angeordnet, der der eine zu den Wickelabschnitten 13a,b oder 13b,c unterschiedliche Wickelbreite aufweisen kann. Durch die Zwischenabschnitte 14a,b lassen sich Zwischenwicklungen erzeugen, die einen Übergang von einer Wellenwicklungslage 33a der Spulenwicklung 30 zu einer anderen, im Stator- oder Rotorkörper radial weiter innen oder außen liegenden Wellenwicklungslage 33b, ermöglichen.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Wickelschablone
    11
    Längsachse
    12a,b,c
    Wickelbreite
    13a,b,c
    Wickelabschnitt
    14a,b
    Zwischenabschnitt
    15
    erste Seite
    20
    Spulenwicklung (Stand der Technik)
    21a,b
    Wickelkopf (Stand der Technik)
    22a,b
    Drahtsteg (Stand der Technik)
    23a,b
    Wellenwicklungslage (Stand der Technik)
    30
    Spulenwicklung
    31a,b
    Wickelkopf
    32a,b
    Drahtsteg
    33a,b
    Wellenwicklungslage
    100
    Stator- oder Rotorkörper
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102015120661 A1 [0003]

Claims (10)

  1. Verfahren zur Herstellung einer Wellenwicklung zur Ausbildung einer Spulenwicklung (30) mit mindestens einer Wellenwicklungslage (33a,b) in einem Stator- oder Rotorkörper (100), wobei eine Wickelschablone (10) um eine Längsachse (11) drehbar und wenigstens einem Wickelabschnitt (13a) mit einer Wickelbreite (12a) vorgesehen ist, aufweisend die Verfahrensschritte: a. Zuführen von parallelen Spulendrähten auf eine erste Seite (15) der Wickelschablone (10) in einem Wickelabschnitt (13) der Wickelschablone (10); b. Ausbilden von Wickelköpfen (31a,b) durch wechselweises axiales Versetzen der parallelen Spulendrähte auf der Wickelschablone (10) und Wickeln um die gedrehte Wickelschablone (10); c. Wiederholen der Schritte a und b, bis die Wellenwicklung eine Länge einer ersten Wellenwicklungslage (33a) der Spulenwicklung (30) erreicht hat, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelschablone mit wenigstens einem weiteren Wickelabschnitt (13b,c) mit einer unterschiedlichen Wickelbreite (12b,c) ausgebildet ist und die Schritte a bis c wenigstens in dem weiteren Wickelabschnitt (13b,c) mit unterschiedlicher Wickelbreite (12b,c) wiederholt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, zusätzlich aufweisend den Verfahrensschritt: - Axiales Versetzen der Wickelschablone (10) entlang ihrer Längsachse (11) zum Überführen der zu wickelnden Spulendrähte in den weiteren Wickelabschnitt (13b,c).
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zwischenschritt mit einer Zwischenwicklung in einem Zwischenabschnitt (14a,b) bei dem Überführen von einem Wickelabschnitt (13a) in den nächsten Wickelabschnitt (13b,c) vorgesehen ist, wobei eine Wickelbreite des Zwischenabschnitts (14a,b) zwischen den Wickelbreiten (12a,b,c) der Wickelabschnitte (13a,b,c) liegt.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zusätzlich aufweisend den Verfahrensschritt: - Wiederholen der Verfahrensschritte bis zum Erreichen einer gewünschten Anzahl von Wellenwicklungslagen (33a,b) zum Einzug in den Stator- oder Rotorkörper (100).
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schritte a bis c in Wickelabschnitten mit zunehmender Wickelbreite wiederholt werden.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zusätzlich aufweisend den Verfahrensschritt: - Zuführen der Wellenwicklung in ein Übertragungswerkzeug für den Einzug der Wellenwicklung (30) in Nuten eines Stator- oder Rotorkörpers (100).
  7. Verfahren einem der vorhergehenden Ansprüche, zusätzlich aufweisend den Verfahrensschritt: - Komplettes Abstreifen der Spulenwicklung (30) von der Wickelschablone (10) und Überführen der Spulenwicklung (30) in eine Transportvorrichtung.
  8. Wickelschablone (10) zum Herstellen einer zum Einzug in Nuten eines Stator- oder Rotorkörpers (100) geeigneten Wellenwicklung aus parallelen Spulendrähten, wobei die Wickelschablone (10) drehbar ist und einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelschablone (10) axial zumindest zwei Wickelabschnitte (13a,b,c) mit unterschiedlichen Wickelbreiten (12a,b,c) aufweist.
  9. Wickelschablone (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelbreite (12a,b,c) der Wickelabschnitte (13a,b,c) entlang der Längsachse (11) in Stufen zunimmt.
  10. Wickelschablone (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zunahme der Wickelbreite (12a,b,c) der Wickelabschnitte (13a,b,c) von einem freien Ende der Wickelschablone (10) aus entlang der Längsachse (11) wechselseitig erfolgt.
DE102020118925.7A 2020-07-17 2020-07-17 Verfahren zur Herstellung einer Spulenwicklung und Wickelschablone Pending DE102020118925A1 (de)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020118925.7A DE102020118925A1 (de) 2020-07-17 2020-07-17 Verfahren zur Herstellung einer Spulenwicklung und Wickelschablone
PCT/DE2021/100557 WO2022012714A1 (de) 2020-07-17 2021-07-01 Verfahren zur herstellung einer spulenwicklung und wickelschablone
US18/016,168 US20230275495A1 (en) 2020-07-17 2021-07-01 Method for producing a coil winding and winding former
CN202180047663.7A CN115943545A (zh) 2020-07-17 2021-07-01 用于生产线圈绕组的方法以及绕组架
KR1020237000679A KR20230020530A (ko) 2020-07-17 2021-07-01 코일 권선 및 권선 포머를 생성하기 위한 방법
EP21739958.3A EP4183032A1 (de) 2020-07-17 2021-07-01 Verfahren zur herstellung einer spulenwicklung und wickelschablone

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020118925.7A DE102020118925A1 (de) 2020-07-17 2020-07-17 Verfahren zur Herstellung einer Spulenwicklung und Wickelschablone

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102020118925A1 true DE102020118925A1 (de) 2022-01-20

Family

ID=76859372

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020118925.7A Pending DE102020118925A1 (de) 2020-07-17 2020-07-17 Verfahren zur Herstellung einer Spulenwicklung und Wickelschablone

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230275495A1 (de)
EP (1) EP4183032A1 (de)
KR (1) KR20230020530A (de)
CN (1) CN115943545A (de)
DE (1) DE102020118925A1 (de)
WO (1) WO2022012714A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022101153A1 (de) 2022-01-19 2023-07-20 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren für das Wickeln von windungsspezifischen Drahtlängen und Rotor oder Stator mit einer Spulenwicklung mit windungsspezifischen Drahtlängen

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10359863A1 (de) 2002-12-19 2004-07-15 Visteon Global Technologies, Inc., Dearborn Statorkernbaugruppe für einen Kraftfahrzeug-Wechselstromgenerator
US20050116572A1 (en) 2003-10-20 2005-06-02 Hiroshi Fukasaku Rotating electrical unit and method of producing the same
DE102004035084A1 (de) 2004-07-20 2006-02-16 Elmotec Statomat Vertriebs Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Spulenwicklung für Statoren oder Rotoren elektrischer Maschinen sowie damit herzustellender Stator oder Rotor
DE602005001769T2 (de) 2004-02-24 2008-04-30 Valeo Equipements Electriques Moteur Verfahren zum einsetzen einer wellenförmigen wicklung in einem stator einer elektrischen mehrphasenrotationsmaschine und zugehöriger stator
JP2013128364A (ja) 2011-12-19 2013-06-27 Aisin Seiki Co Ltd 回転電機のステータの製造方法
DE102015120661A1 (de) 2015-11-27 2017-06-01 Elmotec Statomat Vertriebs Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Spulenwicklung zum Einlegen in radial offene Nuten von Statoren oder Rotoren von Elektromaschinen

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017153502A1 (de) * 2016-03-08 2017-09-14 Grob-Werke Gmbh & Co. Kg Herstellungsverfahren für einen stator

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10359863A1 (de) 2002-12-19 2004-07-15 Visteon Global Technologies, Inc., Dearborn Statorkernbaugruppe für einen Kraftfahrzeug-Wechselstromgenerator
US20050116572A1 (en) 2003-10-20 2005-06-02 Hiroshi Fukasaku Rotating electrical unit and method of producing the same
DE602005001769T2 (de) 2004-02-24 2008-04-30 Valeo Equipements Electriques Moteur Verfahren zum einsetzen einer wellenförmigen wicklung in einem stator einer elektrischen mehrphasenrotationsmaschine und zugehöriger stator
DE102004035084A1 (de) 2004-07-20 2006-02-16 Elmotec Statomat Vertriebs Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Spulenwicklung für Statoren oder Rotoren elektrischer Maschinen sowie damit herzustellender Stator oder Rotor
JP2013128364A (ja) 2011-12-19 2013-06-27 Aisin Seiki Co Ltd 回転電機のステータの製造方法
DE102015120661A1 (de) 2015-11-27 2017-06-01 Elmotec Statomat Vertriebs Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Spulenwicklung zum Einlegen in radial offene Nuten von Statoren oder Rotoren von Elektromaschinen

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022101153A1 (de) 2022-01-19 2023-07-20 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren für das Wickeln von windungsspezifischen Drahtlängen und Rotor oder Stator mit einer Spulenwicklung mit windungsspezifischen Drahtlängen

Also Published As

Publication number Publication date
CN115943545A (zh) 2023-04-07
WO2022012714A1 (de) 2022-01-20
KR20230020530A (ko) 2023-02-10
EP4183032A1 (de) 2023-05-24
US20230275495A1 (en) 2023-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10113831B4 (de) Leiterwicklung für dynamoelektrische Maschine
DE102015120661A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Spulenwicklung zum Einlegen in radial offene Nuten von Statoren oder Rotoren von Elektromaschinen
EP1905146A1 (de) Verfahren zum herstellen einer wicklung einer elektrischen maschine
DE102016222818A1 (de) Wellenwicklungsspule für ein Statorblechpaket einer elektrischen Maschine
DE202019103297U1 (de) Stator
EP3878076B1 (de) Elektrische maschine
WO2017036687A1 (de) Stator mit isolierter stabwicklung für eine elektrische maschine
DE102018218963A1 (de) Elektrische Maschine, Kraftfahrzeug und Verfahren zur Herstellung einer Wicklung für eine elektrische Maschine
DE102020103165A1 (de) Stator für eine elektrische Maschine mit bandförmiger Wicklungseinheit für eine Statorwicklung und Verfahren zu dessen Herstellung
DE10329572A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines elektromagnetisch erregbaren Kerns
DE102020118925A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Spulenwicklung und Wickelschablone
WO2020259746A1 (de) Verfahren zur herstellung eines stators für eine elektrische maschine
EP4173119B1 (de) Stator für eine elektrische maschine und verfahren zum aufbringen einer hairpin-wicklung auf einen statorkörper
EP3562000A1 (de) Verfahren zum wickeln einer wicklung
WO2015000639A2 (de) Maschinenkomponente für eine elektrische maschine mit mehreren wicklungen
DE102013216210A1 (de) Wickelkörper für einen Stator eines Elektromotors
EP3084930B1 (de) Verfahren zur herstellung einer mehrphasigen wicklung für einen stator einer elektrischen maschine
DE102014213435A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine mit Formspulen sowie elektrische Maschine und Herstellungswerkzeug
DE1563094B2 (de) Verfahren zur herstellung einer staenderwicklung fuer elektri sche motoren oder generatoren
EP3446397A1 (de) Herstellungsverfahren zur herstellung eines stators für eine synchron- oder asynchronmaschine
EP3223410B1 (de) Verfahren zum bewickeln eines wicklungsträgers
WO2021122007A1 (de) Wicklung eines stators für einen elektromotor
DE102022101153A1 (de) Verfahren für das Wickeln von windungsspezifischen Drahtlängen und Rotor oder Stator mit einer Spulenwicklung mit windungsspezifischen Drahtlängen
DE102022129444A1 (de) Verfahren zur Montage eines Stators mit einer Wellenwicklung
DE102022204816A1 (de) Leistungserzeugende Komponente einer elektrischen Maschine und Wellenwicklung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication